2.1.4 Przenoszenie siły ścinania w połączeniach

Przenoszenie siły ścinania w połączeniach

W przypadku późniejszego dodawania betonowych elementów należy zaprojektować przenoszenie siły tnącej pomiędzy różnymi strefami odlewania. Te tak zwane przeguby ścinające występują w przypadku betonowych elementów konstrukcyjnych w różnym wieku. W takim przypadku należy uwzględnić na przykład połączenia pomiędzy prefabrykowanymi częściami betonowymi i betonowymi wstawkami w miejscu lub połączenia między etapami budowy podczas rekonstrukcji, budowy lub renowacji.

Przenikanie sił tnących należy wykonać w następujący sposób:

${\nu }_{Edi} \le {\nu }_{Rdi}$

Równanie 2.7 EN 1992-1-1, Eq. (6.23)

Obliczanie naprężenia ścinającego w stawie tnącym ma dwie możliwości:

1. Obliczenia z V _{z, Ed} i współczynnika β zgodnie z EN 1992-1-1, równanie (6.24) bez uwzględnienia M _{z, Ed}

W tym przypadku v _Edi jest wartością obliczeniową rezystancji tnącej, która ma być oparta na jednostkę długości w przegubie. Wartość ta jest określana przez [1] równanie (6.24).

$v_{Edi} = \frac{\beta · V_{Ed}}{z · b_i}$

Równanie 2.8 EN 1992-1-1, Eq. (6.24)

Z

Obliczeniowa wartość wytrzymałości na ścinanie v _Rdi jest _obliczana według następującego równania:

$v_{Rdi} = c · f_{ctd} + \mu · {\sigma }_n + \rho · f_{yd} · (\mu · \sin \alpha + \cos \alpha ) \le 0.5\nu · f_{cd }$

Równanie 2.9 EN 1992-1-1, Eq. (6.25)

Z

2. Obliczanie na podstawie różnicy sił osiowych w dodanej części betonowej na podstawie ogólnej integracji naprężeń

Wiązanie sztywne przyjęte do obliczeń dla połączeń śrubowych w SGN powinno być osiągnięte przede wszystkim za pomocą połączenia adhezyjnego i przekładni mikromechanicznej. Stąd też wzmocnienie połączenia jest odpowiedzialne za przenoszenie sił po przezwyciężeniu wiązania sztywnego, jak również za rozciągliwość połączenia, podczas gdy przegub nożycowy musiałby zostać zaprojektowany wyłącznie dla połączenia adhezyjnego.

Zgodnie z obowiązującymi normami podejście to jest uwzględniane tylko w niewielkim stopniu. Mimo że dopuszcza się do tego wiązanie ruchome, jest ono konserwatywnie zróżnicowane i uzupełnione regułami konstrukcyjnymi, aby zapewnić bezpieczeństwo.

W przypadku połączeń tępych, przewidzianych zgodnie z planem jako stan graniczny nośności, należy dodatkowo wykonać obliczenia stanu granicznego użytkowalności. W tym przypadku ruchome wiązanie musi być konsekwentnie uwzględniane przy określaniu sił wewnętrznych i naprężeń w SGW i SLS.

Z reguły nie są uwzględniane naprężenia samospełniające, zazwyczaj wywołujące naprężenia ścinające w złączu (ze względu na zmienne skurczliwe zachowanie się dwóch betonowych elementów w różnym wieku). Siła ścinania v _Edi jest obliczana wyłącznie na podstawie sił wewnętrznych przekroju.

Rysunek 2.2 przedstawia przekrój długości dx od belki ze spoiną ścinaną równoległą do osi elementu konstrukcyjnego. Zmienny moment zginający powoduje zmianę sił kołnierza na całej długości. Na przykład do kołnierza sprężającego ma zastosowanie:

$d{F}_{cd} = \frac{d{M}_{Ed}}{z} = \frac{V_{Ed}dx}{z}$

Pomiędzy zmianą siły ściskającej a naprężeniami tnącymi w połączeniu istnieje równowaga.

${\tau }_{Ed} = \frac{d{F}_{cd}}{bdx} = \frac{V_{Ed}dx}{bzdx} = \frac{V_{Ed}}{bz}$

Z tego względu w przypadku stałego ramienia dźwigni z naprężenie w ścinaniu jest proporcjonalne do siły tężniowej V _Ed , przy stałej sile osiowej, nie mającej wpływu na siłę tnącą w połączeniu równoległym do osi składowej.

Jeżeli połączenie ścinające znajduje się w strefie ściskania, należy przenieść tylko część różnicy sił między kołnierzem a krawędzią kołnierza ściskającego. W wyniku tego τ _Ed staje się:

${\tau }_{Ed} = \frac{F_{cdi}}{F_{cd}} · \frac{V_{Ed}}{bz}$